กังหันลมสามารถหมุนใบพัดได้บนเนินเขา ในมหาสมุทร ถัดจากโรงงานและเหนือบ้านเรือน แนวคิดในการปล่อยให้ธรรมชาติให้พลังงานฟรีแก่บ้านของคุณอาจดูน่าดึงดูดใจ แต่สิ่งสำคัญคือต้องเรียนรู้วิธีคำนวณเอาต์พุตของกังหันลมก่อน ซื้อหนึ่งอัน -- และสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างความจุพิกัดของเครื่องและผลผลิตจริงที่คุณคาดหวังได้จาก มัน. ตรวจสอบแผนที่ลมที่จัดทำโดย National Renewable Energy Laboratory เพื่อเรียนรู้ว่าความเร็วลมและความพร้อมใช้งานในพื้นที่ของคุณทำให้พลังงานลมเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับบ้านของคุณหรือไม่
ความเร็วลม
กังหันลมส่วนใหญ่ประกอบด้วยใบพัดที่ติดตั้งโรเตอร์ซึ่งคล้ายกับใบพัดเครื่องบิน เมื่ออากาศพัดผ่านเข้าไป จะทำให้โรเตอร์หมุนเพลาที่จ่ายพลังงานให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันส่วนใหญ่จะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อความเร็วลมถึงประมาณ 88.5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (55 ไมล์ต่อชั่วโมง) เพื่อป้องกันความเสียหายทางกล ซึ่งจะช่วยลดการผลิตไฟฟ้าเมื่อมีลมแรงและผู้คนต้องการพลังงานลมอย่างต่อเนื่อง พวกเขายังไม่ผลิตกระแสไฟฟ้าหากลมพัดช้าเกินไป หากความเร็วลมลดลงครึ่งหนึ่ง การผลิตพลังงานจะลดลงแปดเท่า เวลาที่สภาวะลมเหมาะสมที่สุดในภูมิภาคที่กำหนดจะกำหนดความพร้อมของกังหันลม กังหันที่ตั้งอยู่ในตำแหน่งที่สูงขึ้นจะได้รับลมมากขึ้นซึ่งแปลเป็นผลผลิตที่มากขึ้น แต่ละแห่งมีช่วงความเร็วลม - ระหว่าง 30 ถึง 50 ไมล์ต่อชั่วโมง - ซึ่งทำงานได้ดีที่สุด
คะแนนประสิทธิภาพ
กังหันลมสมัยใหม่ใช้การออกแบบที่หลากหลายเพื่อช่วยให้จับลมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ประสิทธิภาพเป็นค่าสำคัญที่ควรทราบเมื่อทำการประเมินกังหันลม ในโลกอุดมคติ กังหันจะแปลง 100 เปอร์เซ็นต์ของลมที่พัดผ่านใบพัดให้เป็นพลังงาน เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเสียดทาน เครื่องจักรเหล่านี้จึงมีการจัดอันดับประสิทธิภาพระหว่าง 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของกำลังไฟฟ้าที่กำหนดเท่านั้น กำลังไฟฟ้าออกคำนวณดังนี้:
\text{power}=\frac{\text{air density}\times \text{swept area of blades}\times \text{ความเร็วลม}^3}{2}
พื้นที่มีหน่วยเป็นเมตรกำลังสอง ความหนาแน่นของอากาศเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร และความเร็วลมมีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที
ความแตกต่างที่สำคัญ
เพียงเพราะกังหันลมมีพิกัดความจุ 1.5 เมกะวัตต์ ไม่ได้หมายความว่ากังหันลมจะผลิตพลังงานได้มากขนาดนั้นในทางปฏิบัติ กังหันลมโดยทั่วไปผลิตได้น้อยกว่าความจุที่กำหนด ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานสูงสุดที่สามารถผลิตได้หากทำงานตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น กังหันลมขนาด 1.5 เมกะวัตต์ที่มีปัจจัยด้านประสิทธิภาพ 33 เปอร์เซ็นต์ อาจผลิตได้เพียงครึ่งเมกะวัตต์ในหนึ่งปี ซึ่งน้อยกว่านี้หากลมไม่พัดอย่างน่าเชื่อถือ กังหันขนาดอุตสาหกรรมมักจะมีพิกัดความจุ 2 ถึง 3 เมกะวัตต์ อย่างไรก็ตาม ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้จริงจะลดลงตามประสิทธิภาพและความพร้อมใช้งานของลม ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่หน่วยมีลมเพียงพอที่จะเคลื่อนที่
เคล็ดลับการซื้อกังหันลม
หากคุณทราบปัจจัยด้านความจุและประสิทธิภาพของหน่วย คุณสามารถคำนวณผลผลิตประจำปีโดยประมาณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:
365\frac{\text{days}}{\text{year}}\times 24\frac{\text{hours}}{\text{days}}\times \text{maximum capacity}\times \text{ความจุ factor}=\text{กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี}
ตัวอย่างเช่น กังหันที่มีกำลังการผลิต 1.5 เมกะวัตต์และปัจจัยด้านประสิทธิภาพ 25 เปอร์เซ็นต์ คาดว่าจะผลิตได้ดังนี้
365\ครั้ง 24\ครั้ง 1500\ครั้ง 0.25 = 3,285,000\ข้อความ{ กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี}
การคำนวณนี้ถือว่ามีลมอยู่ตลอด 24 ชั่วโมงตลอดทั้งปี ในการใช้งานจริง สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น คุณสามารถใช้แผนที่ลม NREL เพื่อปรับตัวเลขเวลาของคุณเพื่อให้ได้ตัวเลขเฉพาะตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้น